CN116408836A - 制动机构、动力组件和机器人 - Google Patents
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Abstract
本申请公开了一种制动机构、动力组件和机器人。本申请实施方式提供的制动机构用于电机。所述制动机构包括制动器和拉绳传动组件。所述拉绳传动组件包括转轴和拉绳,所述转轴与所述制动器连接,所述拉绳的一端连接在所述转轴上,所述拉绳的另一端与所述电机的转子连接,所述拉绳部分地绕设在所述转轴上,从所述制动器到所述外转子电机的传动方向,所述拉绳传动组件的传动比大于1。如此,当制动器通过转轴与拉绳控制电机制动时,由于制动器与电机之间的传动比大于1,存在减速比从而可以减小制动器的力矩,减小制动器的体积与重量以实现制动机构的小型化,可以增大电机端的制动力,减小电机的制动距离,从而可提高安全性与可靠性。
Description
技术领域
本申请涉及机器人领域,尤其涉及一种制动机构、动力组件和机器人。
背景技术
随着现代科技的进步,机器人在现代社会中的作用越来越重要,机器人可应用于电子产品工业,汽车工业,塑料工业和食品工业领域,机器人用于搬取,装配,喷涂以及等操作。在相关技术中,制动器直接连接直驱电机上实现对电机的直接制动,且制动器体积相当大,严重影响了整机的形态及重量。
发明内容
本申请实施方式提供了一种制动机构、动力组件和机器人。
本申请实施方式提供的制动机构用于电机。所述制动机构包括制动器和拉绳传动组件。所述拉绳传动组件包括转轴和拉绳,所述转轴与所述制动器连接,所述拉绳的一端连接在所述转轴上,所述拉绳的另一端与所述电机的转子连接,所述拉绳部分地绕设在所述转轴上,从所述制动器到所述外转子电机的传动方向,所述拉绳传动组件的传动比大于1。
在某些实施方式中,所述制动机构包括支架,所述转轴转动地设置在所述支架上,所述制动器设置在所述支架上并与所述转轴的端部连接。
在某些实施方式中,所述支架包括第一支座和第二支座,所述第一支座和所述第二支座相对设置,所述转轴架设在所述第一支座和所述第二支座上,所述制动器设置在所述第一支座上。
在某些实施方式中,所述第一支座上设置有第一轴承,所述第二支座上设置有第二轴承,所述转轴的第一端部穿设在所述第一轴承中,所述转轴的第二端部穿设在所述第二轴承中。
在某些实施方式中,所述拉绳包括第一拉绳和第二拉绳,所述第一拉绳和所述第二拉绳均部分地卷绕在所述转轴上,在所述转轴转动的过程中,所述第一拉绳和所述第二拉绳中其中一个处于拉紧状态,另一个处于松弛状态。
在某些实施方式中,沿所述转轴的同一轴向,所述第一拉绳和所述第二拉绳同向地卷绕在所述转轴上。
在某些实施方式中,所述第一拉绳包括第一卷绕段和第一伸出段,所述第一卷绕段连接所述第一伸出段,所述第一卷绕段卷绕在所述转轴上,所述第一伸出段沿所述转轴的切向向远离所述转轴的方向延伸;
所述第二拉绳包括第二卷绕段和第二伸出段,所述第二卷绕段连接所述第二伸出段,所述第二卷绕段卷绕在所述转轴上,所述第二伸出段沿所述转轴的切向向远离所述转轴的方向延伸;
沿所述转轴的同一径向,所述第一伸出段和所述第二伸出段分别连接在所述转轴的相背的两侧。
在某些实施方式中,所述第一伸出段位于所述第一卷绕段远离所述第二卷绕段的一侧,所述第二伸出段位于所述第二卷绕段远离所述第一卷绕段的一侧。
本申请实施方式提供的动力组件包括电机和上述任一项所述的制动机构。所述拉绳远离所述转轴的端部固定在所述电机的转子上,所述拉绳能够在所述转子转动的过程中卷绕在所述转子上,所述转子的直径大于所述转轴的直径。
在某些实施方式中,所述转子为外转子,所述转子上设有凹槽,所述凹槽沿所述转子的周向延伸,所述拉绳设置在所述凹槽中。
在某些实施方式中,所述拉绳包括第一拉绳和第二拉绳,所述第一拉绳和所述第二拉绳均部分地卷绕在所述转轴上,在所述转轴转动的过程中,所述第一拉绳和所述第二拉绳中其中一个处于拉紧状态,另一个处于松弛状态,所述第一拉绳包括第一卷绕段和第一伸出段,所述第一卷绕段连接所述第一伸出段,所述第一卷绕段卷绕在所述转轴上,所述第一伸出段沿所述转轴的切向向远离所述转轴的方向延伸;
所述第二拉绳包括第二卷绕段和第二伸出段,所述第二卷绕段连接所述第二伸出段,所述第二卷绕段卷绕在所述转轴上,所述第二伸出段沿所述转轴的切向向远离所述转轴的方向延伸;
沿所述转轴的同一径向,所述第一伸出段和所述第二伸出段分别连接在所述转轴的相背的两侧,所述凹槽包括第一凹槽和第二凹槽,所述第一凹槽和所述第二凹槽沿所述电机的轴向间隔设置,所述第一凹槽和所述第二凹槽之间的距离为第一尺寸,所述转轴的直径与所述拉绳的直径之和为第二尺寸,所述第一尺寸与所述第二尺寸相等。
本申请实施方式提供的机器人包括控制箱和上述任一项所述的动力组件。所述制动器设置在所述控制箱上,所述电机位于所述控制箱外,所述拉绳穿设于所述控制箱的箱体。
在本申请实施方式的制动机构、动力组件与机器人中,当制动器通过转轴与拉绳控制电机制动时,由于制动器与电机之间的传动比大于1,存在减速比从而可以减小制动器的力矩,减小制动器的体积与重量可实现制动机构的小型化,通过这种方式实现电机的制动,可以增大电机端的制动力,减小电机的制动距离,从而可提高安全性与可靠性。
本申请的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出,部分将从下面的描述中变得明显,或通过本申请的实践了解到。
附图说明
本申请的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施方式的描述中将变得明显和容易理解,其中:
图1是本申请实施方式的制动机构的结构示意图;
图2是本申请实施方式的机器人的结构示意图;
图3是本申请实施方式的电机的结构示意图;
图4是本申请实施方式的控制箱的结构示意图。
主要元件符号说明:
机器人1000、控制箱200、箱体201、开口202、第一过线槽2031、第二过线槽2032、动力组件100、机械臂300、制动机构10、制动器11、拉绳传动组件12、转轴121、第一端部1211、第二端部1212、拉绳122、第一拉绳12211、第一卷绕段1222、第一伸出段1223、第二拉绳12224、第二卷绕段1225、第二伸出段1226、支架13、第一支座131、第一轴承1311、第二支座132、第二轴承1321、电机20、转子21、凹槽211、第一凹槽2111、第二凹槽2112、安装孔212。
具体实施方式
下面详细描述本申请的实施方式,所述实施方式的示例在附图中示出,其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施方式是示例性的,仅用于解释本申请,而不能理解为对本申请的限制。
在本申请的描述中,需要理解的是,术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系,仅是为了便于描述本申请和简化描述,而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作,因此不能理解为对本申请的限制。此外,术语“第一”、“第二”仅用于描述目的,而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此,限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个所述特征。在本申请的描述中,“多个”的含义是两个或两个以上,除非另有明确具体的限定。
在本申请的描述中,需要说明的是,除非另有明确的规定和限定,术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解,例如,可以是固定连接,也可以是可拆卸连接,或一体地连接;可以是机械连接,也可以是电连接或可以相互通讯;可以是直接相连,也可以通过中间媒介间接相连,可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言,可以根据具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。
在本申请中,除非另有明确的规定和限定,第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触,也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且,第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方,或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方,或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
下文的公开提供了许多不同的实施方式或例子用来实现本申请的不同结构。为了简化本申请的公开,下文中对特定例子的部件和设置进行描述。当然,它们仅仅为示例,并且目的不在于限制本申请。此外,本申请可以在不同例子中重复参考数字和/或参考字母,这种重复是为了简化和清楚的目的,其本身不指示所讨论各种实施方式和/或设置之间的关系。此外,本申请提供了的各种特定的工艺和材料的例子,但是本领域普通技术人员可以意识到其他工艺的应用和/或其他材料的使用。
请参阅图1与图2,本申请实施方式提供的一种制动机构10用于电机20。制动机构10包括制动器11和拉绳传动组件12。拉绳传动组件12包括转轴121和拉绳122,转轴121与制动器11连接,拉绳122的一端连接在转轴121上,拉绳122的另一端电机20的转子21连接,拉绳122部分地绕设在转轴121上,从制动器11到外转子电机20的传动方向,拉绳传动组件12的传动比大于1。
在本申请实施方式中,当制动器11通过转轴121和拉绳122控制电机20制动时,制动器11与电机20之间的传动比大于1存在减速比从而可以减小制动器11的力矩,减小制动器11的体积与重量以实现制动机构10的小型化,通过这种方式实现电机20的制动,可以增大电机20端的制动力,减小电机20的制动距离,从而可提高安全性与可靠性。
具体地,制动器11为可以使运动部件(或运动机械)减速、停止或保持停止状态等功能的装置。在本申请实施方式中,制动器11可以使处于转动状态的电机20停止转动以实现对电机20的制动。其中,制动器11可以通过人力、液压、气压或是电磁力进行操纵,在此不做限制。
在一个示例中,制动器11还可包括与转轴121连接且可与转轴121进行同步转动的摩擦片、套设在从转轴121上并可在转轴121的轴向上移动的制动片、以及控制装置。控制装置可包括远离摩擦片设置的电磁吸附件、以及连接制动片的复位弹簧。
制动片具有磁性,复位弹簧用于将制动片抵紧在摩擦片上,电磁吸附件通电以控制制动片脱离于摩擦片。
在控制装置通电的状态下,制动片被吸附在电磁吸附件上,也就是说,制动片此时远离摩擦片,摩擦片和转轴121的转动不会受到阻碍,电机20可正常转动。在控制装置断电的状态下,控制装置的复位弹簧会将制动片抵紧在摩擦片上,此时摩擦片对制动片的转动产生阻尼以抱死制动片和转轴121,通过拉绳122的作用,进而抱死外转子电机20的转动以实现对电机20的制动。
本申请实施方式以制动器11为失电制动器为例进行举例说明及便于理解,不应理解为对本申请的限定。
值得一提的是,拉绳122可由钢丝材料制成,可将多层钢丝捻成股,再以绳芯为中心,由一定数量股捻绕成螺旋状的绳以形成拉绳122。钢丝制成的拉绳122具有强度高、自重轻、工作平稳、不易骤然整根折断,工作可靠的优点,可用于提升、牵引、拉紧和承载重物等作用。在本申请实施方式中,拉绳122可起到传动的作用,电机20在转动时可通过拉绳122带动转轴121同步转动,使得电机20可持续转动;制动器11用于控制电机20制动时,停止转动的转轴121可通过拉绳122带动电机20停止转动以实现对电机20的制动。
在某些实施方式中,除利用拉绳12进行传动外,还可使用齿轮传动、皮带传动或蜗杆传动等其他传动方式实现制动器11与电机20之间的传动,只需要保证从制动器11到外转子电机20的传动方向传动比大于1,从而实现利用体积较小的制动器11对电机20的制动。
请参阅图1与图2,在某些实施方式中,制动机构10还可以包括支架13,转轴121转动地设置在支架13上,制动器11与转轴121的端部连接且还可设置在支架13上。如此,支架13可起到支撑转轴121和制动器11的作用,制动器11可通过支架13、转轴121与拉绳122对电机20进行制动。
具体地,支架13可以由一种金属材料制成,也可选用多种金属材料制成,以保证支架13的强度。支架13可以为矩形板状,也可以为圆盘状,在此不做限制。
在一个示例中,支架13的数量可以为2个,2个支架13分别与转轴121的两端连接以起到支撑作用,制动器11可与其中任意一个支架13连接,2个支架13共同对转轴121起到支撑作用。
请参阅图1,在某些实施方式中,支架13还可以包括第二支座132和第一支座131,第二支座132和第一支座131相对设置,第二支座132和第一支座131架设有转轴121,第一支座131上设置有制动器11。
如此,第二支座132和第一支座131可起到支撑转轴121的作用,制动器11可通过第一支座131、转轴121于拉绳122对电机20进行制动。在某些实施方式中,制动器11可设置在第二支座132上,制动器11可通过第二支座132、转轴121与拉绳122对电机20进行制动。
第二支座132和第一支座131均可以由一种金属材料制成,也可选用多种金属材料制成,以保证支架13的强度。第二支座132和第一支座131可以为矩形板状,也可以为圆盘状,在此不做限制。
请参阅图1,在某些实施方式中,第一支座131上可以设置有第一轴承1311,第二支座132上可以设置有第二轴承1321,转轴121的第一端部1211可以穿设在第一轴承1311中,转轴121的第二端部1212可以穿设在第二轴承1321中。
如此,第一轴承1311和第二轴承1321可以起到支撑转轴121的作用,降低转轴121在转动过程中的摩擦系数,并保证转轴121的回转精度。同时第一轴承1311和第二轴承1321还可以在传动过程中起固定和减小载荷摩擦系数的作用。
具体地,第一轴承1311和第二轴承1321根据结构类型可以分为深沟球轴承、滚针轴承、角接触轴承、或调心球轴承等。第一轴承1311和第二轴承1321可以由金属或合金材料材料制成,以保证第一轴承1311和第二轴承1321具有较高的硬度和接触疲劳强度以及良好的耐磨性等。第一轴承1311的内圈套设在转轴121的第一端部1211的外侧,第二轴承1321的内圈套设在转轴121的第二端部1212的外侧,
优选地,第一轴承1311和第二轴承1321所选用的类型、材料相同,使得第一轴承1311和第二轴承1321在支撑转轴121时,对转轴121的两端在转动过程中的所减小的摩擦系数一致,保证转轴121转动的平稳性。
请参阅图1,在某些实施方式中,拉绳122可以包括第二拉绳1222和第一拉绳1221,第一拉绳1221部分地卷绕在转轴121上,第二拉绳1222部分地卷绕在转轴121上。在转轴121转动的过程中,第二拉绳1222和第一拉绳1221中其中一个处于拉紧状态,另一个处于松弛状态。
如此,电机20在转动时可通过第二拉绳1222和第一拉绳1221带动转轴121同步运动,使得电机20可持续转动;制动器11也可通过转轴121、第二拉绳1222和第一拉绳1221的传动实现对电机20的制动功能。
在一个示例中,在转轴121转动的过程中,第二拉绳1222处于拉紧状态,第一拉绳1221处于松弛状态。在另一个示例中,在转轴121转动的过程中,第一拉绳1221处于拉紧状态,第二拉绳1222处于松弛状态。
请再次参阅图1,在某些实施方式中,沿转轴121的同一轴向,第二拉绳1222和第一拉绳1221同向地卷绕在转轴121上。如此,可保证在转轴121转动的过程中,第二拉绳1222和第一拉绳1221中其中一个处于拉紧状态,另一个处于松弛状态。
具体地,第一拉绳1221的部分卷绕在转轴121上,第一拉绳1221的另一部分与电机20的转子21相连接,第二拉绳1222的部分卷绕在转轴121上,第二拉绳1222的另一部分与电机20的转子21相连接。制动器11可通过转轴121、第二拉绳1222和第一拉绳1221的之间传动实现对电机20的制动功能。
需要指出的是,第二拉绳1222和第一拉绳1221卷绕在转轴121上的部分间隔设置,避免第一拉绳1221与第二拉绳1222之间发生缠绕从而影响制动机构10的制动效果。
在一个示例中,沿转轴121的轴向A从左至右的方向,第一拉绳1221和第二拉绳1222均沿着逆时针方向卷绕在转轴121上,在转轴121转动的过程中,第二拉绳1222处于拉紧状态,第一拉绳1221处于松弛状态。
在一个示例中,沿转轴121的轴向A从左至右的方向,第一拉绳1221和第二拉绳1222均沿着顺时针方向卷绕在转轴121上,在转轴121转动的过程中,第二拉绳1222处于拉紧状态,第一拉绳1221处于松弛状态。
请参阅图1,在某些实施方式中,第一拉绳1221可以包括第一伸出段1223和第一卷绕段1222,第一伸出段1223与第一卷绕段1222连接,转轴121上绕设有第一卷绕段1222,第一伸出段1223沿转轴121的切向向远离转轴121的方向延伸。第二拉绳1222可以包括第二伸出段1226和第二卷绕段1225,第二伸出段1226与第二卷绕段1225相连接,转轴121上绕设有第二卷绕段1225,第二伸出段1226沿转轴121的切向向远离转轴121的方向延伸。
沿转轴121的同一径向,第二伸出段1226和第一伸出段1223均与转轴121连接,且第二伸出段1226和第一伸出段1223与转轴121的相背的两侧连接。
具体地,第一伸出段1223上远离第一卷绕段1222的一端与电机20的转子21连接,第二伸出段1226上远离第二卷绕段1225的一端与电机20的转子21连接,制动器11可通过转轴121、第二拉绳1222和第一拉绳1221的之间传动实现对电机20的制动功能。
需要指出的是,第一卷绕段1222和第二卷绕段1225在转轴121上为间隔设置,避免第一拉绳1221与第二拉绳1222之间发生缠绕从而影响制动机构10与电机20的传动效果。
请参阅图1,在某些实施方式中,第一伸出段1223位于第一卷绕段1222远离第二卷绕段1225的一侧,第二伸出段1226位于第二卷绕段1225远离第一卷绕段1222的一侧。
如此,沿转轴121的轴向A,可使得第一伸出段1223和第二伸出段1226之间的距离与电子的转子21的直径相同,从而可保证第一拉绳1221与第二拉绳1222在电机20与转轴121之间传动的过程处于水平传动,从而可使制动器11与电机20之间的传动过程较为平稳。具体地,沿转轴121的轴向A,第一伸出段1223可靠近第一轴承1311设置,第二伸出段1226靠近第二轴承1321设置。
请参阅图1与图2,本申请实施方式提供的动力组件100包括电机20和上述任一项所述的制动机构10。拉绳122远离转轴121的端部固定在电机20的转子21上,拉绳122能够在转子21转动的过程中卷绕在转子21上,转子21的直径大于转轴121的直径。
由于该动力组件100采用上述的制动机构10,因而动力组件100也具有当制动器11通过转轴121和拉绳122控制电机20制动时,制动器11与电机20之间的传动比大于1,存在减速比从而可以减小制动器11的力矩,减小制动器11的体积与重量以实现制动机构10的小型化,还能可以增大电机20端的制动力,减小电机20的制动距离,从而可提高动力组件100的安全性与可靠性的优点。
如此,转轴121的直径小于转子21的直径且从制动器11到外转子电机20的传动方向,拉绳传动组件12的传动比大于1,可以减小制动器11的力矩以减小制动器11的体积,通过利用尺寸较小的制动器11即可实现对电机20的制动,大幅度减小了制动器11的体积与重量从而提高了制动机构10的制动性能。制动机构10的结构简单,成本低,且制动效果好。
在一个实施例中,转轴121的直径为20mm,电机20的转子21的直径为120mm,经计算可得,从制动器11到电机20的传动方向,传动比为6。由于从制动器11到电机20的传动方向的传动比大于1,可以减小制动器11的力矩以减小制动器11的体积,利用尺寸较小的制动器11即可实现对电机20的制动。
请参阅图1-图3,在某些实施方式中,转子21为外转子,转子21上设有凹槽211,凹槽211沿转子21的周向延伸,拉绳122设置在凹槽211中。如此,凹槽211可用于安装拉绳122,当转子21发生转动时,可带动凹槽211内的拉绳122一起移动从而实现转子21与转轴121之间的平稳的传动过程。
具体地,凹槽211的数量可以为两个,其中一个凹槽211用于安装第一拉绳1221,另一个凹槽211用于安装第二拉绳1222。同时转子21上的凹槽211还可起到导向的作用,避免当转子21转动时第一拉绳1221与第二拉绳1222在转子21上发生串动导致转子21与转轴121之间的传动出现不同步或不平稳的问题。
请参阅图1-图3,在某些实施方式中,拉绳122还可以包括第二拉绳1222和第一拉绳1221,第一拉绳1221均部分地卷绕在转轴121上,第二拉绳1222部分地卷绕在转轴121上。在转轴121转动的过程中,第二拉绳1222和第一拉绳1221中其中一个处于拉紧状态,另一个处于松弛状态。第一拉绳1221还可以包括第一伸出段1223和第一卷绕段1222,第一伸出段1223与第一卷绕段1222连接,转轴121上绕设有第一卷绕段1222,第一伸出段1223沿转轴121的切向向远离转轴121的方向延伸。
第二拉绳1222包括第二伸出段1226和第二卷绕段1225,第二伸出段1226与第二卷绕段1225相连接,转轴121上绕设有第二卷绕段1225,第二伸出段1226沿转轴121的切向向远离转轴121的方向延伸。
沿转轴121的同一径向,第二伸出段1226和第一伸出段1223均与转轴121连接,且且第二伸出段1226和第一伸出段1223与转轴121的相背的两侧相连接。
凹槽211可以包括第二凹槽2112和第一凹槽2111,沿电机20的轴向B,第二凹槽2112与第一凹槽2111间隔设置,第二凹槽2112和第一凹槽2111之间的距离为第一尺寸D,拉绳122的直径与转轴121的直径之和为第二尺寸,第二尺寸与第一尺寸D相等。
如此,通过控制第二凹槽2112和第一凹槽2111在电机20的轴向B方向上之间的距离等于拉绳122与转轴121的直径之和,从而可保证第一拉绳1221与第二拉绳1222在电机20与转轴121之间传动的过程始终处于水平传动,从而可使传动过程较为平稳。
具体地,沿电机20的轴向B,第二凹槽2112和第一凹槽2111之间的距离指的是,第二凹槽2112的中点到第一凹槽2111的中点之间的距离。第一拉绳1221与第二拉绳1222的直径相同,也即是说,第二尺寸既可以是第一拉绳1221与转轴121的直径之和,也可以是第二拉绳1222与转轴121的直径之和。
在一个示例中,第一拉绳1221的第一伸出段1223部分绕设在第一凹槽2111内,第一伸出段1223部分与转轴121连接;第二拉绳1222的第二伸出段1226部分绕设在第二凹槽2112内,第二伸出段1226与转轴121连接。沿电机20的轴向B,第二凹槽2112和第一凹槽2111之间的距离等于拉绳122和转轴121的直径之和,从而可保证第一拉绳1221与第二拉绳1222在电机20与转轴121之间传动的过程始终处于水平传动状态。
在某些实施方式中,第二凹槽2112和第一凹槽2111上均形成有安装孔212,第一拉绳1221的第一伸出段1223的一端可穿过第一凹槽2111上的安装孔212与电机20固定连接,第二拉绳1222的第二伸出段1226的一端可穿过第二凹槽2112上的安装孔212与电机20固定连接,从而可避免电机20转动时,第一拉绳1221与第二拉绳1222从而电机20处脱落影响传动效果。
请参阅图1、图2与图4,本申请实施方式提供的机器人1000包括控制箱200和上述任一项所述的动力组件100。制动器11设置在控制箱200上,电机20位于控制箱200外,拉绳122穿设于控制箱200的箱体201。
由于该机器人1000采用上述的制动机构10,因而机器人1000也具有当制动器11通过拉绳122控制电机20制动时,制动器11与电机20之间的传动比大于1,存在减速比从而可以减小制动器11的力矩,减小制动器11的体积与重量以实现制动机构10和机器人1000的小型化,通过这种方式实现电机20的制动,可以增大电机20端的制动力,减小电机20和机器人1000的制动距离,从而可提高机器人1000的安全性与可靠性的优点。
在一个示例中,制动器11、第一轴承1311、第二轴承1321、支架13与转轴121均可设置在控制箱200内,转轴121的轴向A与电机20的轴向B垂直。从而可使得动力组件100结构紧凑,减小了动力组件100的体积实现动力组件100的小型化。
由于拉绳12具有柔性,在某些实施方式中,转轴121的放置方位可使得转轴121的轴向A与电机20的轴向B平行。在某些实施方式中,转轴121的放置方位可使得转轴121的轴向A与电机20的轴向B之间存在有夹角。
在一个示例中,控制200上可形成有开口202,转轴121穿设在控制箱200内,转轴121的轴向A与电机20的轴向B垂直。第二支座132和第一支座131分别与转轴121的两端相连接,且第二支座132与第一支座131分别设置在控制箱200外的侧边,制动器11设置在第一支座131上远离转轴121的一侧,转轴121可穿过开口202使得制动器11和第一支座131设置在控制箱200外,制动器11设置在控制箱200外以便于用户对制动器11进行拆卸或维修等。
在某些实施方式中,控制箱200设置有第一过线槽2031和第二过线槽2032,第一拉绳1221与第二拉绳1222可分别穿过第一过线槽2031和第二过线槽2032以穿设控制箱200的箱体201。具体地,第一过线槽2031和第二过线槽2032的形状可以为长条形,也可以为圆形,在此不做限制。优选地,第一过线槽2031和第二过线槽2032的形状为长条形,以满足在传动过程中第一拉绳1221与第二拉绳1222的角度变化。
第一拉绳1221穿设第一过线槽2031且与控制箱200内部的转轴121相连接,第二拉绳1222穿设于第二过线槽2032且与控制箱200内部的转轴121相连接。
需要指出的是,第一过线槽2031和第二过线槽2032之间的距离为第三尺寸,第三尺寸与第二尺寸和第一尺寸D相等,以保证第一拉绳1221与第二拉绳1222在电机20与转轴121之间传动的过程始终处于水平传动。
值得一提的是,机器人1000可指由机械结构和电子元件构成的机电系统,例如工业上常用的自动化机械臂300以及可以驾驶的轮式平台等,上述机电系统也可以被称为“工业机器人”。
本申请中所提及的机器人1000可以为SCARA(Selective Compliance AssemblyRobot Arm,选择顺应性装配机器手臂)机器人,SCARA机器人1000是一种圆柱坐标型的特殊类型的“工业机器人”,又称“水平多关节机器人”。这类机器人的结构轻便、响应快,因此可适用于平面定位,垂直方向进行装配的作业。在一个示例中,可利用SCARA机器人将一个圆头针插入一个圆孔。本申请中提供的机器人1000可广泛应用于电子产品工业,汽车工业,塑料工业,药品工业和食品工业领域,用以完成搬取,装配,喷涂以及焊接等操作。
在某些实施方式中,机器人1000还可包括底座400和机械臂300,底座400可与控制箱200连接,且底座400还可用于承载电机20。机械臂300与动力组件100连接,通过动力组件100驱动机械臂300运动,以执行夹取、装配等操作。底座400机械臂300均可以为合金制品,例如铝合金,以使机器人1000质轻且坚固,底座400与机械臂300也可以使用复合塑料制成,在此不做限制。
底座可400以为机器人1000的主体起到平稳的支撑作用,在将机器人1000放置在任意平面上时,底座400与平面接触,
在本说明书的描述中,参考术语“一个实施方式”、“某些实施方式”、“示意性实施方式”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合实施方式或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本申请的至少一个实施方式或示例中。在本说明书中,对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施方式或示例。而且,描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施方式或示例中以合适的方式结合。
尽管已经示出和描述了本申请的实施方式,本领域的普通技术人员可以理解:在不脱离本申请的原理和宗旨的情况下可以对这些实施方式进行多种变化、修改、替换和变型,本申请的范围由权利要求及其等同物限定。
Claims (12)
1.一种制动机构,用于电机,其特征在于,所述制动机构包括:
制动器;
拉绳传动组件,所述拉绳传动组件包括转轴和拉绳,所述转轴与所述制动器连接,所述拉绳的一端连接在所述转轴上,所述拉绳的另一端与所述电机的转子连接,所述拉绳部分地绕设在所述转轴上,从所述制动器到所述外转子电机的传动方向,所述拉绳传动组件的传动比大于1。
2.根据权利要求1所述的制动机构,其特征在于,所述制动机构包括支架,所述转轴转动地设置在所述支架上,所述制动器设置在所述支架上并与所述转轴的端部连接。
3.根据权利要求2所述的制动机构,其特征在于,所述支架包括第一支座和第二支座,所述第一支座和所述第二支座相对设置,所述转轴架设在所述第一支座和所述第二支座上,所述制动器设置在所述第一支座上。
4.根据权利要求3所述的制动机构,其特征在于,所述第一支座上设置有第一轴承,所述第二支座上设置有第二轴承,所述转轴的第一端部穿设在所述第一轴承中,所述转轴的第二端部穿设在所述第二轴承中。
5.根据权利要求1所述的制动机构,其特征在于,所述拉绳包括第一拉绳和第二拉绳,所述第一拉绳和所述第二拉绳均部分地卷绕在所述转轴上,在所述转轴转动的过程中,所述第一拉绳和所述第二拉绳中其中一个处于拉紧状态,另一个处于松弛状态。
6.根据权利要求5所述的制动机构,其特征在于,沿所述转轴的同一轴向,所述第一拉绳和所述第二拉绳同向地卷绕在所述转轴上。
7.根据权利要求5所述的制动机构,其特征在于,所述第一拉绳包括第一卷绕段和第一伸出段,所述第一卷绕段连接所述第一伸出段,所述第一卷绕段卷绕在所述转轴上,所述第一伸出段沿所述转轴的切向向远离所述转轴的方向延伸;
所述第二拉绳包括第二卷绕段和第二伸出段,所述第二卷绕段连接所述第二伸出段,所述第二卷绕段卷绕在所述转轴上,所述第二伸出段沿所述转轴的切向向远离所述转轴的方向延伸;
沿所述转轴的同一径向,所述第一伸出段和所述第二伸出段分别连接在所述转轴的相背的两侧。
8.根据权利要求7所述的制动机构,其特征在于,所述第一伸出段位于所述第一卷绕段远离所述第二卷绕段的一侧,所述第二伸出段位于所述第二卷绕段远离所述第一卷绕段的一侧。
9.一种动力组件,其特征在于,包括:
电机;和
权利要求1-8任一项所述的制动机构,所述拉绳远离所述转轴的端部固定在所述电机的转子上,所述拉绳能够在所述转子转动的过程中卷绕在所述转子上,所述转子的直径大于所述转轴的直径。
10.根据权利要求9所述的动力组件,其特征在于,所述转子为外转子,所述转子上设有凹槽,所述凹槽沿所述转子的周向延伸,所述拉绳设置在所述凹槽中。
11.根据权利要求10所述的动力组件,其特征在于,所述拉绳包括第一拉绳和第二拉绳,所述第一拉绳和所述第二拉绳均部分地卷绕在所述转轴上,在所述转轴转动的过程中,所述第一拉绳和所述第二拉绳中其中一个处于拉紧状态,另一个处于松弛状态,所述第一拉绳包括第一卷绕段和第一伸出段,所述第一卷绕段连接所述第一伸出段,所述第一卷绕段卷绕在所述转轴上,所述第一伸出段沿所述转轴的切向向远离所述转轴的方向延伸;
所述第二拉绳包括第二卷绕段和第二伸出段,所述第二卷绕段连接所述第二伸出段,所述第二卷绕段卷绕在所述转轴上,所述第二伸出段沿所述转轴的切向向远离所述转轴的方向延伸;
沿所述转轴的同一径向,所述第一伸出段和所述第二伸出段分别连接在所述转轴的相背的两侧,所述凹槽包括第一凹槽和第二凹槽,所述第一凹槽和所述第二凹槽沿所述电机的轴向间隔设置,所述第一凹槽和所述第二凹槽之间的距离为第一尺寸,所述转轴的直径与所述拉绳的直径之和为第二尺寸,所述第一尺寸与所述第二尺寸相等。
12.一种机器人,其特征在于,包括:
权利要求9-11任一项所述的动力组件;
控制箱,所述制动器设置在所述控制箱上,所述电机位于所述控制箱外,所述拉绳穿设于所述控制箱的箱体。
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